ADN antiguo revela compleja familia de mastodontes con migraciones causadas por el cambio climático

Biología

Un análisis de ADN antiguo de los restos de varios mastodontes, incluidos aquellos que vagaban por las costas del Pacífico y el Atlántico de América del Norte, ha revelado que los gigantes de la Edad de Hielo migraron vastas distancias en respuesta a los cambios climáticos y eran mucho más diversos genéticamente de lo que se sabía anteriormente. En el estudio publicado en la revista Science Advances, investigadores de la Universidad McMaster y Harvard proporcionan nueva evidencia que revisa y reformula significativamente nuestra comprensión de la historia evolutiva profundamente compleja de las especies. Especímenes fosilizados bien conservados de dientes, colmillos y huesos, que datan de hace cientos de miles de años, junto con nuevas técnicas científicas, han permitido a los investigadores reconstruir genomas a partir de fragmentos de ADN antiguos, diminutos y degradados.

Reconstruyeron los genomas mitocondriales de varios especímenes de mastodonte: cinco de Nueva Escocia y la costa este, uno de los cuales puede datar de aproximadamente 500.000 años atrás, y por primera vez, un espécimen único de un mastodonte del Pacífico de Tualatin, Oregón, además de un genoma mitocondrial parcial del norte de Ontario.

Los mastodontes se dividieron inicialmente en numerosas especies distintas, pero posteriormente se consolidaron en una sola: el Mammut americanum. Más recientemente, esta clasificación se ha revisado para incluir potencialmente al menos dos especies distintas: el mastodonte americano y el del Pacífico (M. pacificus), aunque persiste el debate sobre esta división.

Emil Karpinski, coautor del estudio, examina hueso antiguo en el laboratorio de ADN antiguo de McMaster. Crédito: Universidad McMaster.

Los análisis genéticos confirman que los mastodontes del Pacífico pertenecen a una rama genética muy antigua, bien establecida y separada, con un rango que se extiende mucho más allá de lo que se creía anteriormente, llegando hasta el noroeste del Pacífico, posiblemente al sur hasta México, y tan al norte como Alberta. Curiosamente, Alberta parece haber sido un “punto caliente”, dicen los científicos, donde los mastodontes del Pacífico y americanos se congregaron, se expandieron hacia el norte y es posible que se cruzaran.

Los especímenes de la costa este y del norte de Ontario revelaron dos grupos genéticos nuevos y distintos, conocidos como clados, de mastodontes que vivieron en la misma región pero en diferentes momentos. Las especies orientales fueron sorprendentemente diversas, llegando en distintas oleadas migratorias al menos tres veces, un patrón impulsado por ciclos repetidos de calentamiento climático, que provocaron el derretimiento de los glaciares y la apertura de nuevos territorios para la expansión hacia el norte. Cuando el clima se enfrió y los glaciares se expandieron, los mastodontes fueron desplazados hacia el sur o se extinguieron localmente.

Fémur de mastodonte del río Middle, con una antigüedad estimada de 91.000 años, hallado en un sumidero de yeso en Nueva Escocia. Crédito: Museo de Nueva Escocia.
La tibia de mastodonte de Little Narrows, con una edad estimada de 358.000 años, es probablemente el mastodonte más antiguo del que se dispone de datos genéticos. Crédito: Museo de Nueva Escocia.

“Los datos modifican nuestra visión de la región que hoy conocemos como Alberta y del norte en general, pasando de ser una zona de migración marginal a un corredor migratorio repetidamente ocupado y un paisaje significativo para los mastodontes con posible cruzamiento”, afirma el autor principal y genetista evolutivo Hendrik Poinar, director del Centro de ADN Antiguo McMaster y titular de la Cátedra Michael G. DeGroote de Antropología Genética.

Los investigadores también identificaron un linaje misterioso y genéticamente distinto de mastodontes mexicanos, que creen que podría ser una rama más profunda de la especie occidental M. pacificus o posiblemente una tercera especie de mastodonte completamente nueva. El mastodonte fue uno de los animales terrestres vivientes más grandes de la Tierra durante la Edad de Hielo, y se expandió desde Beringia (actual Alaska y el Yukón) hacia el este hasta Nueva Escocia y hacia el sur hasta el centro de México. Eran principalmente ramoneadores, viviendo en entornos pantanosos, alimentándose de arbustos y ramas bajas de árboles, y ocupaban un hábitat muy diferente al de sus primos lejanos, los icónicos mamuts lanudos de la Edad de Hielo, que vagaban por praderas abiertas y tundra.

Un mastodonte adulto (Mammut sp.) consumiendo una rama de abeto, con un fondo que ilustra sus migraciones continentales cíclicas vinculadas a las fluctuaciones climáticas. Al menos dos especies de mastodontes habitaron Norteamérica durante el Pleistoceno Medio y Tardío: el mastodonte americano, que se extendía desde la costa este hasta el centro del continente, y el mastodonte del Pacífico, desde el centro de Alberta hasta California. Crédito: Ilustración de Kathryn Killackey.

Este estudio representa varias primicias, incluyendo nuestro trabajo con el mastodonte del Pacífico. También plantea muchas preguntas nuevas. Por ejemplo, ¿cómo interactuaron estas especies distantes de mastodonte en Alberta? ¿Compitieron por los recursos o se cruzaron, como nuestro laboratorio ya demostró con los mamuts?, afirma el autor principal, Emil Karpinski, exestudiante de posgrado del Centro de ADN Antiguo de McMaster y actual investigador del Departamento de Genética de la Facultad de Medicina de Harvard.

Estos nuevos hallazgos, combinados con los informados en un estudio de 2020 realizado por el mismo equipo, crean una imagen mucho más completa de cómo los mastodontes se desplazaron y se diversificaron en América del Norte, lo que ayuda a los conservacionistas de hoy a prepararse para un Ártico en constante calentamiento y especies migratorias del norte, dicen los investigadores

Fuente: Phys.org.

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